DE102004012819B4 - Power semiconductor component with increased robustness - Google Patents

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Abstract

Leistungshalbleiterbauelement mit erhöhter Robustheit, umfassend:
– einen Halbleiterkörper (1) mit einer ersten Hauptoberfläche (7) auf einer Vorderseite des Halbleiterkörpers (1) und einer zweiten, entgegengesetzt zur ersten Hauptoberfläche (7) gelegenen Hauptoberfläche (11) auf einer Rückseite des Halbleiterkörpers (1),
– einer auf der ersten Hauptoberfläche (7) angeordneten ersten Metallisierung (10), und
– einer auf der zweiten Hauptoberfläche (11) angeordneten zweiten Metallisierung (12),
– wobei der Halbleiterkörper (1) mit der ersten Metallisierung (10) an der ersten Hauptoberfläche (7) und mit der zweiten Metallisierung (12) an der zweiten Hauptoberfläche (11) elektrisch Kontaktiert wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
– beide Metallisierungen (10, 12) als direkt auf der entsprechenden Hauptoberfläche (7, 11) des Halbleiterkörpers (1) aufgebrachte Schicht eine Kontaktschicht (14) aufweisen, die aus Aluminium besteht und eine Schichtdicke zwischen 1 und 5 nm hat.
Power semiconductor device with increased robustness, comprising:
A semiconductor body having a first main surface on a front side of the semiconductor body and a second main surface opposite to the first main surface on a rear side of the semiconductor body;
- One on the first main surface (7) arranged first metallization (10), and
A second metallization (12) arranged on the second main surface (11),
- wherein the semiconductor body (1) is electrically contacted with the first metallization (10) on the first main surface (7) and with the second metallization (12) on the second main surface (11),
characterized in that
- Both metallizations (10, 12) as directly on the corresponding main surface (7, 11) of the semiconductor body (1) applied layer having a contact layer (14), which consists of aluminum and has a layer thickness between 1 and 5 nm.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungshalbleiterbauelement mit erhöhter Robustheit, umfassend einen Halbleiterkörper mit einer ersten Hauptoberfläche auf einer Vorderseite des Halbleiterkörpers und einer zweiten, entgegengesetzt zur ersten Hauptoberfläche gelegenen Hauptoberfläche auf einer Rückseite des Halbleiterkörpers, einer auf der ersten Hauptoberfläche angeordneten ersten Metallisierung und einer auf der zweiten Hauptoberfläche angeordneten zweiten Metallisierung.The The present invention relates to a power semiconductor device with elevated Robustness comprising a semiconductor body having a first major surface a front side of the semiconductor body and a second, opposite to the first main surface located main surface on a back the semiconductor body, one on the first main surface arranged first metallization and arranged on the second main surface second metallization.

Es ist schon seit langem das Bestreben, die elektrische und thermische Belastbarkeit von Leistungshalbleiterbauelementen, wie insbesondere vertikalen Leistungshalbleiterbauelementen, zu steigern. Dies gilt vorzugsweise bei dynamischen Belastungen, wie diese beispielsweise bei Abschaltvorgängen, Auswirkungen von Höhenstrahlung, Kurzschlüssen, Einschaltvorgängen oder Stoßströmen auftreten. Bei solchen dynamischen Belastungen können nämlich in Leistungshalbleiterbauelementen sehr hohe Stromdichten auftreten. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich so genannte Stromfilamente ausbilden, die sich bei vertikalen Leistungshalbleiterbauelementen in lateraler Richtung der Bauelemente verlagern können und an hinsichtlich Dotierung oder Lebensdauer der Ladungsträger inhomogenen Stellen im Halbleiterkörper des Leistungshalbleiterbauelementes, also an bestimmten Stellen des Leistungshalbleiterbauelementes verweilen können.It has long been the endeavor, the electrical and thermal Resilience of power semiconductor devices, in particular vertical power semiconductor devices to increase. this applies preferably under dynamic loads, such as these, for example during shutdowns, Effects of cosmic radiation, Shorts starting operations or surge currents occur. Namely, in such dynamic loads can be very in power semiconductor devices high current densities occur. This is especially true when form so-called current filaments, which in vertical power semiconductor devices can shift in the lateral direction of the components and with respect to doping or lifetime of the carrier inhomogeneous Positions in the semiconductor body of the power semiconductor component, that is at certain points can dwell the power semiconductor device.

Derartige Phänomene, die insbesondere durch Stromfilamente hervorgerufen sind, können zu einer starken lokalen Aufheizung des Leistungshalbleiterbauelementes führen und dieses sogar bis zu seiner vollständigen Zerstörung schädigen. Weniger kritische Schädigungen, die aber auch äußerst unerwünscht sind, sind in einem permanenten Anstieg von Leckströmen zu sehen.such phenomena, which are caused in particular by Stromfilamente, can to a lead strong local heating of the power semiconductor device and damage this even to its complete destruction. Less critical damage, which are also extremely undesirable, are seen in a permanent increase in leakage currents.

Um die Belastbarkeit von Leistungshalbleiterbauelementen zu steigern, wurden bereits zahlreiche verschiedene Maßnahmen ins Auge gefasst: Optimierung des Randabschlusses, Minimierung der bei Belastung im Innenbereich bzw. Zellenfeld des Leistungshalbleiterbauelementes auftretenden elektrischen Feldstärken durch geeignete Dotierungsprofile, Verbesserung der Wärmeableitung oder Einführung des so genannten HDR-Prinzips (HDR = High Dynamic Robustness; vgl. US 6 351 024 ) mit im Randbereich erhöhter Rekombinationszentrendichte.In order to increase the load capacity of power semiconductor components, numerous different measures have already been envisaged: optimization of the edge termination, minimization of the electric field strengths occurring under load in the interior or cell field of the power semiconductor component by suitable doping profiles, improvement of heat dissipation or introduction of the so-called HDR principle (HDR = High Dynamic Robustness; US 6,351,024 ) with increased recombination center density in the edge region.

Aus der DE 198 40 239 A1 ist ein Leistungshalbleiterbauelement bekannt, bei dem zur Verhinderung eines Aufschmelzens einer Metallisierung infolge von durch Höhenstrahlung bedingter elektrostatischer Entladungen speziell für die Metallisierung auf der Vorderseite ein Kontaktmetall mit hohem Schmelzpunkt, wie beispielsweise Titan (Ti), Vanadium (V), Niob (Nb), Tantal (Ta), Molybdän (Mo) oder Wolfram (W) vorgesehen ist. Die Metallisierung kann dabei eine Mehrschichtstruktur haben, bei der beispielsweise auf einer direkt auf der Vorderseite des Halbleiterkörpers vorgesehenen Schicht aus Ti oder W noch eine weitere Metallschicht aus beispielsweise Aluminium (Al) angeordnet ist. Die Schicht aus dem Kontaktmetall mit hohem Schmelzpunkt hat dabei eine Schichtdicke zwischen etwa 100 nm und 3 μm.From the DE 198 40 239 A1 a power semiconductor device is known in which a high-melting-point contact metal, such as titanium (Ti), vanadium (V), niobium (Nb), is used to prevent the melting of a metallization due to radiation-induced electrostatic discharges, especially for metallization on the front side. Tantalum (Ta), molybdenum (Mo) or tungsten (W) is provided. In this case, the metallization may have a multilayer structure in which, for example, a further metal layer of, for example, aluminum (Al) is arranged on a layer of Ti or W provided directly on the front side of the semiconductor body. The layer of high-melting-point contact metal has a layer thickness of between about 100 nm and 3 μm.

Weiterhin ist aus der US 4 692 781 ein Leistungshalbleiterbauelement bekannt, bei dem zwischen einer Metallisierung und einem pn-Übergang ein relativ großer Abstand eingehalten wird, um eine Beschädigung durch Aufschmelzen der Metallisierung infolge elektrostatischer Entladungen zu verhindern.Furthermore, from the US 4,692,781 a power semiconductor device is known in which between a metallization and a pn junction, a relatively large distance is maintained to prevent damage by melting the metallization due to electrostatic discharges.

Schließlich beschreibt die DE 41 01 274 A1 ein Leistungshalbleiterbauelement, bei dem nach Abscheidung einer Gate-Elektrodenschicht aus polykristallinem Silizium auf die damit erhaltene Struktur mittels CVD (Chemical Vapour Deposition; chemische Dampfabscheidung) stapelartig eine hitzebeständige bzw. einen hohen Schmelzpunkt aufweisende Metallschicht sowie eine Metallsilizidschicht aufgebracht werden.Finally, that describes DE 41 01 274 A1 a power semiconductor device in which after depositing a gate electrode layer of polycrystalline silicon on the structure thus obtained by means of CVD (Chemical Vapor Deposition) stacked a heat-resistant or a high melting point metal layer and a metal silicide layer are applied.

Die Einführung der oben genannten Maßnahmen hat dazu geführt, dass entsprechend gestaltete Leistungshalbleiterbauelemente wesentlich stärker dynamisch belastbar sind als Leistungshalbleiterbauelemente, bei denen diese Maßnahmen nicht angewandt sind. Trotz dieser Maßnahmen können aber bei den eingangs erwähnten dynamischen Vorgängen in den Leistungshalbleiterbauelementen noch extreme Leistungsdichten auftreten. Diese können sogar so hoch werden, dass die eutektische Temperatur von Aluminium und Silizium bei einem aus Silizium bestehenden Halbleiterkörper zumindest kurzzeitig erheblich überschritten wird. Dieser Effekt ist für die erste Hauptoberfläche oder Vorderseite des Leistungshalbleiterbauelementes weniger kritisch, da wegen der relativ geringen Zeitdauer der Überschreitung der eutektischen Temperatur dort kaum Schaden verursacht wird. Er ist aber für die zweite Hauptoberfläche bzw. Rückseite des Leistungshalbleiterbauelementes von großer Bedeutung. Auf dieser Rückseite liegt nämlich gewöhnlich eine bessere Wärmeableitung vor, da das Leistungshalbleiterbauelement mit seiner Rückseite auf einen Träger aufgebracht ist. Auch wird die höchste Leistung im Leistungshalbleiterbauelement im Bereich eines nahe der Vorderseite gelegenen pn-Überganges dissipiert. Daher ist die Rückseite in der Regel kühler als die Vorderseite. Dies hat Konsequenzen für die so genannte Thermomigration:
Versuche haben nämlich gezeigt, dass in einem Halbleiterkörper die Thermomigration von der kühleren Seite ausgeht und sich zur wärmeren Seite von diesem ausbreitet. Mit anderen Worten, die Thermomigration entsteht im Bereich der Rückseite, sobald dort die Temperatur die eutektische Temperatur von Aluminium und Silizium überschreitet.
The introduction of the abovementioned measures has resulted in correspondingly designed power semiconductor components being capable of considerably greater dynamic load than power semiconductor components in which these measures are not applied. Despite these measures, however, extreme power densities can still occur in the case of the above-mentioned dynamic processes in the power semiconductor components. These can even become so high that the eutectic temperature of aluminum and silicon is at least temporarily considerably exceeded in the case of a semiconductor body made of silicon. This effect is less critical for the first main surface or front side of the power semiconductor device, since there is little damage caused there because of the relatively short duration of exceeding the eutectic temperature. However, it is of great importance for the second main surface or rear side of the power semiconductor component. In fact, better heat dissipation is usually present on this back side, since the power semiconductor component is applied with its rear side to a carrier. Also, the highest power in the power semiconductor device is dissipated in the region of a near-front pn junction. Therefore, the backside is usually cooler than that Front. This has consequences for the so-called thermomigration:
Experiments have shown that in a semiconductor body thermomigration emanates from the cooler side and spreads to the warmer side of this. In other words, thermomigration occurs around the backside as soon as the temperature exceeds the eutectic temperature of aluminum and silicon.

Besteht der Halbleiterkörper anstelle von Silizium aus beispielsweise Siliziumcarbid, so ist hierfür selbstverständlich die eutektische Temperatur von einem hochschmelzenden Kontaktmetall und Siliziumcarbid anzunehmen. Gleiches gilt auch für andere Halbleitermaterialien, wie beispielsweise AIIIBV-Verbindungshalbleiter.If, for example, the silicon carbide consists of silicon carbide instead of silicon, the eutectic temperature of a high-melting point contact metal and silicon carbide must naturally be assumed. The same applies to other semiconductor materials, such as A III B V compound semiconductors.

Die Thermomigration bewirkt, dass, wenn die zweite Metallisierung auf der zweiten Hauptoberfläche aus beispielsweise Aluminium besteht, dieses Aluminium relativ rasch in den Halbleiterkörper eindiffundieren kann. Diese Diffusion läuft um so schneller ab, je steiler der Temperaturgradient in vertikaler Richtung des Halbleiterkörpers ist.The Thermomigration causes when the second metallization on the second main surface made of, for example, aluminum, this aluminum is relatively fast in the semiconductor body can diffuse. This diffusion is the faster, depending steeper is the temperature gradient in the vertical direction of the semiconductor body.

Speziell bei Filamenten, die durch Höhenstrahlung, Kurzschluss oder extreme Schaltvorgänge bedingt sind, können sehr steile Temperaturgradienten auftreten, so dass das Aluminium relativ tief in den Halbleiterkörper eindringen bzw. migrieren kann. Bei dieser Migration bildet sich am Ende des jeweiligen Migrationskanals in der Tiefe des Halbleiterkörpers, also beispielsweise in der Tiefe der Siliziumscheibe, ein eutektisches Gemisch. Dieses eutektische Gemisch kann die Eigenschaften des Leistungshalbleiterbauelementes erheblich beeinflussen, indem speziell deutlich erhöhte Leckströme auftreten. Hierdurch und auch durch die p-Dotierung, die durch die Migration der Aluminiumatome entlang des Migrationsweges erzeugt wurde, wird die Effizienz des rückseitigen Emitters erheblich verändert, und im ungünstigsten Fall kann das Leistungshalbleiterbauelement schließlich vollständig ausfallen bzw. zerstört werden.specially in filaments caused by cosmic radiation, Short circuit or extreme switching operations are conditional, can be very steep temperature gradients occur, making the aluminum relatively deep into the semiconductor body can penetrate or migrate. In this migration forms at the end of the respective migration channel in the depth of the semiconductor body, ie For example, in the depth of the silicon wafer, a eutectic Mixture. This eutectic mixture may have the properties of the power semiconductor device significantly affect by specifically significantly increased leakage currents occur. This and also by the p-doping caused by the migration the aluminum atoms along the migration path was generated is the efficiency of the back Emitters changed significantly, and in the worst case Eventually, the power semiconductor device may eventually fail completely or destroyed become.

Als Abhilfemaßnahmen gegen die Auswirkungen der Thermomigration könnte folgendes ins Auge gefasst werden:
Der rückseitige Emitter, also bei einem IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) in der Regel der p-leitende Emitter und bei einer Diode im Allgemeinen der n-leitende Emit ter, ist möglichst hoch zu dotieren und tief in den Halbleiterkörper bzw. die Halbleiterscheibe einzudiffundieren. Es hat sich gezeigt, dass gerade die Festigkeit gegenüber Höhenstrahlung von Dioden, die eine extrem große Eindringtiefe des n-leitenden Emitters mit über 100 μm haben, groß ist. Ganz allgemein kann so eine höhere Abschaltrobustheit mittels eines stärkeren Rückseiten-Emitters erreicht werden. Dank dieser höheren Abschaltrobustheit treten unerwünschte stabile Erhöhungen des Leckstroms erst bei höheren Abschaltleistungen auf. Eine Leckstromerhöhung oder Zerstörungen treten erst bei höheren Sperrspannungen auf, das heißt, sie liegen dann vor, wenn die Raumladungszone, die sich beim Anlegen der Sperrspannung an die beiden Metallisierungen aufspannt, in den rückseitigen Bereich des Leistungshalbleiterbauelementes vordringt. Bei IGBTs wirkt sich eine Verstärkung des p-leitenden Emitters positiv auf das Kurzschlussverhalten aus, was auch für eine Verringerung des Temperaturgradienten im Halbleiterkörper über eine flachere Feldverteilung, wie beispielsweise bei einem PT-IGBT (PT = Punch Through), gilt.
As remedial measures against the effects of thermomigration, the following could be envisaged:
The back emitter, ie in an IGBT (bipolar transistor with insulated gate) usually the p-type emitter and a diode in general, the n-type Emit ter, as high as possible to dope and deep into the semiconductor body or the semiconductor wafer diffuse , It has been shown that it is precisely the resistance to cosmic radiation of diodes, which have an extremely large penetration depth of the n-type emitter of more than 100 μm, that is great. In general, such a higher shutdown robustness can be achieved by means of a stronger backside emitter. Thanks to this higher shutdown robustness, unwanted stable increases in the leakage current only occur at higher turn-off power levels. A leakage current increase or destruction only occur at higher blocking voltages, that is, they occur when the space charge zone, which spans when the reverse voltage is applied to the two metallizations, penetrates into the rear region of the power semiconductor component. In the case of IGBTs, an amplification of the p-type emitter has a positive effect on the short-circuit behavior, which also applies to a reduction of the temperature gradient in the semiconductor body via a flatter field distribution, as for example in a PT-IGBT (Punch Through).

Nachteilhaft an allen obigen Abhilfemaßnahmen ist aber, dass bei diesen der Emitter wesentlich stärker ausgebildet wird als dies im Allgemeinen gewünscht ist. Um die Abschaltverluste infolge dieser stärkeren Ausbildung der Emitter nicht zu hoch werden zu lassen, muss daher für eine Reduzierung dieser Abschaltverluste gesorgt werden. Dies ist durch eine gezielte, im Allgemeinen vertikal inhomogene Einstellung der Lebensdauer der Ladungsträger beispielsweise mittels Protonenbestrahlung oder Heliumbestrahlung möglich.disadvantageous on all the above remedies but is that in these the emitter trained much stronger is as desired in general is. To the turn-off due to this stronger training of the emitter not to be too high, therefore, must be for a reduction of these shutdown losses be taken care of. This is through a targeted, generally vertical inhomogeneous adjustment of the lifetime of the charge carriers, for example possible by proton irradiation or helium irradiation.

Schließlich könnte als eine weitere Abhilfemaßnahmen gegen Thermomigration daran gedacht werden, den Temperaturgradienten im Halbleiterkörper so abzuflachen, dass die Migrationsgeschwindigkeit von Aluminium verringert wird. Hierzu könnte durch Verwendung von hochreinem Silizium, das weniger Isotope enthält, für eine Anhebung der Wärmeleitfähigkeit im Silizium gesorgt werden. Der Einsatz eines solchen hochreinen Materi als ist aber sehr aufwändig, und die damit erreichbare Verbesserung kann nur als marginal angesehen werden.Finally, as another remedial action to be thought against thermomigration, the temperature gradient in the semiconductor body to flatten so that the migration speed of aluminum is reduced. This could be through Use of high purity silicon that contains less isotopes for boosting the thermal conductivity be taken care of in the silicon. The use of such a high purity Materi as is very complex, and the achievable improvement can only be considered marginal become.

Ein umgekehrter Weg besteht darin, den Temperaturgradienten im Halbleiterkörper bewusst anzuheben, damit die Rückseitentemperatur unterhalb von der eutektischen Temperatur bleibt. Auch dieser Weg ist als wenig erfolgreich anzusehen, da bei ihm das Temperaturniveau insgesamt angehoben wird und sich beispielsweise durch eine Erhöhung des Leckstroms weiter aufschaukelt.One the reverse way is to consciously raise the temperature gradient in the semiconductor body, so that the backside temperature stays below the eutectic temperature. Also this way is to be regarded as unsuccessful, because with him the temperature level is raised overall and, for example, by an increase in the Leakage continues to rise.

Aus der DE 29 30 779 C2 ist ein Rückkontakt mit einer ersten Kontaktmetallschicht aus Vanadium, Aluminium, Titan, Chrom, Molybdän oder einer Nickel-Chrom-Legierung bekannt mit einer Schichtdicke von 5 bis 200nm. Einen anderen Rückkontakt zeigt die US 6,309,965 mit einer ersten 30nm dünnen Aluminiumschicht, welche bei 350°C getempert wird, bevor weitere Metallisierungen aufgebracht werden.From the DE 29 30 779 C2 is a back contact with a first contact metal layer of vanadium, aluminum, titanium, chromium, molybdenum or a nickel-chromium alloy known with a layer thickness of 5 to 200nm. Another back contact shows the US 6,309,965 with a first 30nm thin aluminum layer, which is annealed at 350 ° C before further metallizations are applied.

Aus der DE 36 32 209 C2 ist eine Elektrodenstruktur auf einem SiC-Einkristallhalbleiter bekannt, wofür eine erste Metallschicht aus Titan, Chrom oder Molybdän mit einer Dicke von 20 bis 80nm aufgedampft wird. Zudem ist daraus bekannt, dass vor dem Aufbringen der ersten Metallschicht auf dem SiC Halbleiter eine Oberflächenunregelmäßigkeiten bzw. eine Aufrauung durch Bestrahlung mit Ionen erzeugt werden kann. GEIB, K. M. et al.: "Reaction between SiC and W, Mo, and Ta at elevated temperatures", in: J. Appl. Phys., 15. September 1990, S. 2796 bis 2800, bildet ohmsche Kontakte zu SiC durch Abscheiden eines 30nm dünnen Films aus Mo oder Ta oder eines 50nm dünnen Films aus W.From the DE 36 32 209 C2 is an electrode structure on a SiC single crystal semiconductor known for which a first metal layer of titanium, chromium or molybdenum with a thickness of 20 to 80 nm is vapor-deposited. In addition, it is known that prior to the application of the first metal layer on the SiC semiconductor surface irregularities or a roughening can be generated by irradiation with ions. GEIB, KM et al .: "Reaction between SiC and W, Mo, and Ta at elevated temperatures", in: J. Appl. Phys., September 15, 1990, pages 2796 to 2800, forms ohmic contacts to SiC by depositing a 30nm thin film of Mo or Ta or a 50nm thin film of W.

Die US 5,442,200 bildet niederohmige elektrische Kontakte zu einem SiC Halbleiter mittels eines nicht erläuterten Rückkontaktes und einem erfindungsgemäßen Frontkontakt, welcher aus dünnen Filmen von Metallsiliziden besteht, welche Schichtdicken im Bereich von über 20nm haben, wozu zuerst eine Silizium-Opferschicht und darauf eine Metallschicht gebildet und beides getempert wird. Aus Waldrop, J. R. et al.: „Schottky barrier height and interface chemistry of annealed metal contacts to alpha 6H-SiC Crystal face dependence", in: Appl. Phys. Lett. 62 (21), 24 May 1993, Seite 2685 bis 2687, ist es bekannt auf SiC einen Metallkontakt durch Ni, Ti oder Al zu bilden, wozu etwa 2,5 bis 5nm des Metalls aufgedampft werden. Untersucht wurden Proben mit und ohne nachfolgende Temperaturbehandlung. Der Rückkontakt wird hier durch eine mit Indium befestigte Molybdänplatte hergestellt.The US 5,442,200 forms low-resistance electrical contacts to a SiC semiconductor by means of an unexplained back contact and a front contact according to the invention, which consists of thin films of metal silicides, which have layer thicknesses in the range of about 20nm, for which first a sacrificial silicon layer and then a metal layer is formed and both annealed , From Waldrop, JR et al: "Schottky barrier height and interface chemistry of annealed metal contacts to alpha 6H-SiC Crystal face dependence", Appl. Phys. Lett. 62 (21), 24 May 1993, pages 2685 to 2687 , it is known to form a metal contact on SiC by Ni, Ti or Al, to which about 2.5 to 5 nm of the metal are vapor-deposited samples were investigated with and without subsequent heat treatment, the back contact being made here by an indium-attached molybdenum plate.

Aus der US 2003/002174 A1 ist es bekannt für eine Metallisierung auf Front- und Rückseite eines Bauelements aus GaAs dünne Haftschichten aus Titan in einer Dicke von 100nm und weniger als 50nm herzustellen. Auch die US 5, 156,998 verwendet für Metallisierungen auf GaAs dünne Haftschichten aus Titan mit einer Dicke von 10 bis 100nm.It is known from US 2003/002174 A1 for a metallization on the front and back of a GaAs device to produce thin adhesion layers of titanium in a thickness of 100 nm and less than 50 nm. Also the US Pat. No. 5,156,998 uses titanium thin films of thickness 10 to 100nm for metallization on GaAs.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Leistungshalbleiterbauelement anzugeben, bei dem lokale Stromüberhöhungen infolge Aluminiums, das durch elektrische Belastung des Bauelements unerwünscht tief in den Halbleiterkörper eingedrungen ist, und zwar beispielsweise durch Thermomigration, weitgehend unterbunden sind, so dass die elektrische Belastbarkeit dieses Leistungshalbleiterbauelementes erhöht ist.It is therefore an object of the present invention, a power semiconductor device indicate that local overcurrents due to Aluminum, which is undesirably deep due to electrical loading of the device in the semiconductor body penetrated, for example by thermomigration, are largely suppressed, so the electrical capacity this power semiconductor component is increased.

Diese Aufgabe wird durch ein Leistungshalbleiterbauelement mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2 und 6 gelöst. Die Merkmale des Oberbegriffs dieser Ansprüche sind aus der US 5,442,200 sowie aus o.g. Waldrop, I.R. et al bekannt.This object is achieved by a power semiconductor component with the features of claims 1, 2 and 6. The features of the preamble of these claims are known from US 5,442,200 as well as from the above-mentioned Waldrop, IR et al.

Die Aufgabe wird bei einem Leistungshalbleiterbauelement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass beide Metallisierungen als direkt auf der entsprechenden Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers aufgebrachte Schicht eine Kontaktschicht aufweist, die aus Aluminium mit einer Schichtdicke zwischen 1,0 und 5 nm besteht. Sind in die Kontaktschicht jedoch noch Atome des Halbleitermaterials des Halbleiterkörpers, bei einem aus Silizium bestehenden Halbleiterkörper also Siliziumatome, eingebaut, so kann die Schichtdicke der Kontaktschicht zwischen 1,0 bis 10 nm betragen.The Task is in a power semiconductor device of the beginning mentioned type according to the invention thereby solved, that both metallizations than directly on the corresponding main surface of the Semiconductor body applied layer has a contact layer made of aluminum with a layer thickness between 1.0 and 5 nm. Are in the Contact layer, however, still atoms of the semiconductor material of the semiconductor body, at a silicon body consisting of silicon atoms, ie, silicon atoms, incorporated, Thus, the layer thickness of the contact layer between 1.0 to 10 nm amount.

Die obige Aufgabe wird bei einem Leistungshalbleiterbauelement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass mindestens die auf der zweiten Hauptoberfläche, also der Rückseite des Halbleiterkörpers vorgesehene Metallisierung als direkt auf dieser zweiten Hauptoberfläche aufgebrachte Schicht eine Kontaktschicht aufweist, die aus einem schwer schmelzenden Metall besteht. Die Schichtdicke dieser Kontaktschicht kann Werte zwischen 1,0 und 100 nm annehmen.The The above object is in a power semiconductor device of the above mentioned type according to the invention also solved in that at least those on the second main surface, so the back of the semiconductor body envisaged metallization as applied directly on this second major surface Layer has a contact layer, which consists of a hard-melting Metal exists. The layer thickness of this contact layer can be values between 1.0 and 100 nm.

Auf der dünnen Aluminiumschicht ist – ebenso wie auf der Schicht aus schwer schmelzendem Metall oder Metallsilizid – ein übliches Mehrschichtmetallisierungssystem aufgebracht, um so die jeweilige Metallisierung zu vervollständigen. Dieses Mehrschichtmetallisierungssystem kann aus beispielsweise Titannitrid, Nickel, Silber usw. bestehen. Dieses Auftragen erfolgt wie auch eine anschließende Temperung in üblicher Weise.On the thin one Aluminum layer is - as well as on the layer of refractory metal or metal silicide - a common one Multilayer metallization system applied to the respective Complete metallization. This multi-layer metallization system can be made, for example Titanium nitride, nickel, silver, etc. exist. This application takes place as well as a subsequent one Tempering in usual Wise.

Bei dem erfindungsgemäßen Leistungshalbleiterbauelement wird also als direkte Kontaktschicht einer Metallisierung auf die Rückseite und Vorderseite des Halbleiterkörpers eine dünne Aluminiumschicht oder anstelle dieser Aluminiumschicht als direkte Kontaktschicht eine Schicht aus schwer schmelzendem Metall oder Metallsilizid aufgebracht. Solche schwer schmelzenden Metalle sind beispielsweise Titan, Tantal, Wolfram, Molybdän, Chrom oder Kobalt oder Silizide dieser Metalle oder Titannitrid oder Tantalnitrid. Gegebenenfalls können dabei noch Diffusionsbarrieren eingebaut sein.at the power semiconductor component according to the invention So is as a direct contact layer of a metallization on the back and front side of the semiconductor body a thin one Aluminum layer or instead of this aluminum layer as direct Contact layer is a layer of refractory metal or Applied metal silicide. Such heavy melting metals are For example, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, chromium or cobalt or silicides these metals or titanium nitride or tantalum nitride. Possibly can while still be installed diffusion barriers.

Bei dem erfindungsgemäßen Leistungshalbleiterbauelement kommt also die Oberfläche des Halbleiterkörpers auf der Vorderseite und/oder Rückseite nicht in direkte Kontakt mit einer hauptsächlich aus Aluminium bestehenden nachfolgend aufgebrachten Metallisierung.at the power semiconductor component according to the invention So comes the surface of the semiconductor body on the front and / or back not in direct contact with a mainly aluminum existing subsequently applied metallization.

Die Dicke der dünnen Aluminiumschicht sollte so gering sein, dass sich kein ausreichend großer Al/Si-Tropfen, der in die Tiefe des Halbleiterkörpers eindringen kann, bildet. Geeignete Schichtdicken liegen zwischen 1 und 5 nm. Bei Schichtdicken unterhalb von 2 nm sollte eine Kühlung des Halbleiterkörpers während der Abscheidung dieser Schicht vorgesehen werden, um die Oberflächenbeweglichkeit der Aluminiumatome auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers zu verringern, so dass eine kritische mittlere Massenbelegung, oberhalb derer die dünne Aluminiumschicht von einer Körnerstruktur in eine zusammenhängende Schicht übergeht, reduziert wird.The thickness of the thin aluminum layer should be so small that no sufficiently large Al / Si drop, which can penetrate into the depth of the semiconductor body, forms. Suitable layer thicknesses are between 1 and 5 nm. At layer thicknesses below 2 nm, cooling of the semiconductor body during the deposition of this layer should be provided to increase the surface mobility of the semiconductor body To reduce aluminum atoms on the surface of the semiconductor body, so that a critical average mass occupancy, above which the thin aluminum layer from a grain structure merges into a continuous layer, is reduced.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers abgeschiedene dünne Aluminiumschicht strukturiert wird, bevor das Mehrschichtmetallisierungssystem mit Diffusionsbarrieren aufgetragen wird. Dadurch können Migrationseffekte weiter minimiert werden, denn die Strukturierung der Aluminiumschicht begrenzt die Menge des für eine Migration zur Verfügung stehenden Aluminiums: es wird ein seitliches Nachfließen von Aluminium verhindert und somit die Gesamtmenge des für den Migrationsprozess zur Verfügung stehenden Aluminiums begrenzt. Die laterale Ausdehnung und der optimale Abstand der nach der Strukturierung verbleibenden Aluminium-Inseln hängen vor allem von der Dicke der Aluminiumschicht ab.A advantageous development of the invention is that the on the surface of the semiconductor body isolated thin Aluminum layer is patterned before the multi-layer metallization is applied with diffusion barriers. This can cause migration effects be further minimized, because the structuring of the aluminum layer limits the amount of for a migration is available standing aluminum: there will be a lateral flow of Aluminum prevents and thus the total amount of the for the migration process to disposal limited aluminum. The lateral extent and the optimal distance of the After structuring, remaining aluminum islands are present all from the thickness of the aluminum layer.

In die dünne Aluminiumschicht kann auch noch Silizium eingebaut werden, um das Eindringen des Aluminiums in den aus Silizium bestehenden Halbleiterkörper zu behindern. Diese Maßnahme erlaubt es, die Dicke der auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers abgeschiedenen Aluminiumschicht zu erhöhen und zwar auf beispielsweise 1,0 bis 10 nm. Die Zusätze an Silizium in einer Aluminiumschicht bei einem aus Silizium bestehenden Halbleiterkörper sollten etwa im Bereich zwischen 1 Gew.-% und 4 Gew.-% des Aluminiums liegen.In the thin one Aluminum layer can also be incorporated to the silicon Penetration of the aluminum in the existing semiconductor body of silicon hinder. This measure allows the thickness of the deposited on the surface of the semiconductor body To increase aluminum layer namely, for example, 1.0 to 10 nm. The additions of silicon in an aluminum layer in a semiconductor body made of silicon should approximately in the range between 1 wt .-% and 4 wt .-% of aluminum.

Das erfindungsgemäße Leistungshalbleiterbauelement ist vorzugsweise eine Diode oder ein IGBT. Es kann sich dabei aber auch um einen MOS-Transistor oder einen Thyristor handeln. Speziell bei einem Thyristor mit einer "Amplifying-Gate"-Struktur ist die Anwendung der Erfindung besonders vorteilhaft, da hier die inneren "Amplifying Gates" beim Einschalten mit einem hohen Stromgradienten di/dt (i = Stromstärke, t = Zeit) mit sehr hohen Stromdichten belastet werden und im Gegensatz zur Kathodenfläche nicht über einen Druckkontakt kathodenseitig gekühlt sind. Es ist dann gegebenenfalls ausreichend, die bei der Erfindung angegebenen Maßnahmen nur in einem Innenbereich, also im Bereich der "Amplifying-Gate"-Struktur anzuwenden, da hier beim Einschalten die höchsten Temperaturen auftreten.The Power semiconductor device according to the invention is preferably a diode or an IGBT. It can work out though also act to a MOS transistor or a thyristor. specially in a thyristor having an "amplifying gate" structure is the application of the invention particularly advantageous, since here the inner "amplifying gates" when switching with a high current gradient di / dt (i = current, t = time) are loaded with very high current densities and in contrast to the cathode surface no over a pressure contact are cooled on the cathode side. It is then possibly sufficient, the measures specified in the invention only in an interior area, ie in the area of the "amplifying gate" structure to use, since the highest temperatures occur here when switching.

Ganz generell kann auch bei anderen Leistungshalbleiterbauelementen es ausreichend sein, wenn die erfindungsgemäßen Maßnahmen nur in den Bereichen zur Anwendung gelangen, in denen im Betrieb des Leistungshalbleiterbauelementes besonders hohe Temperaturen auftreten, wie beispielsweise bei Dioden, bei denen das HDR-Prinzip nicht vorgesehen ist, im Randbereich, wo beim Abschaltvorgang die höchste dynamische Belastung auftritt.All In general, it can also with other power semiconductor devices be sufficient if the inventive measures only in the areas come to the application, in which in the operation of the power semiconductor device particularly high temperatures occur, such as with diodes, in which the HDR principle is not provided, in the edge area, where at the shutdown the highest dynamic load occurs.

Bei dem erfindungsgemäßen Leistungshalbleiterbauelement wird so insbesondere auf die bisher übliche Rückseitenmetallisierung aus dickem Aluminium verzichtet, um das Eindringen von Aluminium in den Halbleiterkörper und zwar insbesondere den Effekt der Thermomigration zu vermeiden; besonders empfiehlt sich die Anwendung dieser Maßnahme, wenn der Bereich unter der Oberfläche, auf die die Metallisierung abgeschieden wird, amorphisiert ist, da dieses Amorphisieren das Eindringen von Aluminium erleichtert. Anstelle von dickem Aluminium wird eine Schicht aus einem schwer schmelzenden Metall oder eine dünne Aluminiumschicht mit einer Dicke zwischen vorzugsweise 1 und 5 nm aufgetragen, und anschließend wird sodann die Schicht aus dem schwer schmelzenden Metall oder die dünne Aluminiumschicht mit dem üblichen Mehrschichtmetallisierungssystem verstärkt. Eine dünne Aluminiumschicht kann zusätzlich strukturiert sein, so dass die Menge der in die Oberfläche des Halbleiterkörpers eindringenden Aluminiumatome reduziert wird. Auch kann in die Aluminiumschicht noch Halbleitermaterial – insbesondere Silizium – mit bis zu 4 Gew.-% eingebaut sein.at the power semiconductor component according to the invention is thus in particular on the hitherto customary backside metallization thick aluminum dispensed to the penetration of aluminum in the Semiconductor body in particular to avoid the effect of thermomigration; especially the application of this measure is recommended, if the area under the surface, on which the metallization is deposited, is amorphized since this amorphization facilitates the penetration of aluminum. Instead of of thick aluminum becomes a layer of a hard-melting Metal or a thin one Aluminum layer with a thickness between preferably 1 and 5 nm applied, and subsequently Then, the layer of the refractory metal or the thin one Aluminum layer with the usual Reinforced multi-layer metallization. A thin aluminum layer can additionally be structured so that the amount of penetrating into the surface of the semiconductor body Aluminum atoms is reduced. Also, in the aluminum layer still semiconductor material - in particular Silicon - with be incorporated up to 4 wt .-%.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 ein Schnittbild eines IGBTs, wobei links und rechts von einer in Strichpunkten angegebenen Mittellinie zwei verschiedene Varianten des Leistungshalbleiterbauelementes gezeigt sind, und 1 a sectional view of an IGBT, wherein two different variants of the power semiconductor component are shown to the left and right of a center line indicated in semicolons, and

2 eine Draufsicht auf eine strukturierte dünne Aluminiumschicht. 2 a plan view of a structured thin aluminum layer.

1 zeigt einen Schnitt durch einen IGBT mit einem Halbleiterkörper oder -chip 1 aus vorzugsweise Silizium oder einem anderen geeigneten Halbleitermaterial, wie beispielsweise Siliziumcarbid (SiC) oder AIIIBV-Verbindungshalbleiter, wie insbesondere Galliumarsenid. In diesem Halbleiterkörper 1 ist in eine n-leitende Basiszone 2 eine p-leitende Basiszone 3 eingebracht, in der sich eine n- oder n+-leitende Source- bzw. Emitterzone 4 befindet. Weiterhin weist der Halbleiterkörper 1 eine n- oder n+-leitende Feldstoppzone 5 sowie eine p-leitende Kollektorzone 6 auf. Die angegebenen Leitungstypen können selbstverständlich jeweils auch umgekehrt sein. 1 shows a section through an IGBT with a semiconductor body or chip 1 preferably silicon or other suitable semiconductor material, such as silicon carbide (SiC) or A III B V compound semiconductors, in particular gallium arsenide. In this semiconductor body 1 is in an n - conducting base zone 2 a p-type base zone 3 introduced, in which an n- or n + -conducting source or emitter zone 4 located. Furthermore, the semiconductor body 1 an n- or n + -conducting field stop zone 5 and a p-type collector zone 6 on. Of course, the specified cable types can also be reversed.

Werden nur die Zonen 3 (p-leitend), 2 (n-leitend) und gegebenenfalls 5 (n-leitend) vorgesehen, so liegt eine Diode vor. Es werden hier also die Emitterzone 4 und die Kollektorzone 6 weggelassen. Die folgenden Überlegungen für einen IGBT gelten in gleicher Weise für eine Diode mit einem derartigen oder ähnlichen Aufbau.Become only the zones 3 (P-type), 2 (n - -conducting) and if necessary 5 Provided (n-type), so there is a diode. So here are the emitter zone 4 and the collector zone 6 omitted. The following considerations for an IGBT apply in the same way for a diode having such or similar structure.

Auf einer ersten Hauptoberfläche 7 des Halbleiterkörpers 1 befindet sich eine Isolierschicht 8 aus beispielsweise Siliziumdioxid und/oder Siliziumnitrid. In diese Isolierschicht 8 ist eine Gateelektrode 9 aus insbesondere polykristallinem Silizium eingebracht. Eine Diode verfügt selbstverständlich nicht über eine solche Gateelektrode.On a first main surface 7 of the semiconductor body 1 there is an insulating layer 8th from, for example, silicon dioxide and / or silicon nitride. In this insulating layer 8th is a gate electrode 9 made of particular polycrystalline silicon introduced. Of course, a diode does not have such a gate electrode.

In der ersten Hauptoberfläche 7 sind die Emitterzone 4 und die p-Basiszone 3 über einen ersten Kontakt (Emitterkontakt) in der Form einer ersten Metallisierung 10 kontaktiert.In the first main surface 7 are the emitter zone 4 and the p-base zone 3 via a first contact (emitter contact) in the form of a first metallization 10 contacted.

Eine zur ersten Hauptoberfläche 7 gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche 11 des Halbleiterkörpers 1 ist mit einem zweiten Kontakt (Kollektorkontakt) in der Form einer zweiten Metallisierung 12 versehen.One to the first main surface 7 opposite second major surface 11 of the semiconductor body 1 is with a second contact (collector contact) in the form of a second metallization twelve Mistake.

Ganz allgemein können bei einem Leistungshalbleiterbauelement mit n Kontakten alle n-Kontakte, n-1 Kontakte usw. und nur ein Kontakt in der erfindungsgemäßen Weise gebildet sein.All generally can in the case of a power semiconductor component with n contacts, all n contacts, n-1 contacts, etc. and only one contact in the manner according to the invention be formed.

Die 1 zeigt nun zwei verschiedene Varianten für die Strukturierung der erfindungsgemäßen Metallisierung 12.The 1 now shows two different variants for the structuring of the metallization according to the invention twelve ,

In der linken Hälfte ist eine dünne Aluminiumschicht 14 dargestellt, die eine Schichtdicke von 1 bis 5 nm hat. In diese Aluminiumschicht 14 können Siliziumzusätze mit einem Anteil von etwa 1 Gew.-% bis 4 Gew.-% eingebaut sein. Bei eingebauten Siliziumzusätze kann die Schichtdicke dann bis zu 10 nm betragen.In the left half is a thin aluminum layer 14 represented, which has a layer thickness of 1 to 5 nm. In this aluminum layer 14 For example, silicon additives may be incorporated at a level of about 1% to 4% by weight. With built-in silicon additives, the layer thickness can then be up to 10 nm.

Die Aluminiumschicht 14 kann sich durchgehend über die gesamte Hauptoberfläche 11 des Halbleiterkörpers 1 erstrecken. Es ist aber auch möglich, diese Aluminiumschicht 14 – wie dargestellt – lediglich in einen Bereich mit besonders hohen Temperaturen, beispielsweise im Innenbereich, des Leistungshalbleiterbauelementes vorzusehen.The aluminum layer 14 can be continuous over the entire main surface 11 of the semiconductor body 1 extend. But it is also possible, this aluminum layer 14 - As shown - only in a region with particularly high temperatures, for example, in the interior, to provide the power semiconductor device.

In der rechten Hälfte der 1 ist anstelle der Aluminiumschicht 14 eine Schicht 13 aus einem schwer schmelzenden Metall oder Metallsilizid vorgesehen. Geeignete Materialien für das schwer schmelzende Metall sind beispielsweise Titan, Tantal, Wolfram, Molybdän, Chrom oder Kobalt. Eine solche Schicht 13 wird vorzugsweise auf eine amorphisierte oder zumindest teilweise amorphisierte Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 abgeschieden.In the right half of the 1 is instead of the aluminum layer 14 a layer 13 made of a refractory metal or metal silicide. Suitable materials for the refractory metal are, for example, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, chromium or cobalt. Such a layer 13 is preferably on an amorphized or at least partially amorphized surface of the semiconductor body 1 deposited.

Im Gegensatz zu der Aluminiumschicht 14 kann die Schicht 13 aus schwer schmelzendem Metall eine größere Schichtdicke von beispielsweise 1,0 bis 100 nm aufweisen.In contrast to the aluminum layer 14 can the layer 13 made of heavy melting metal have a greater layer thickness of, for example, 1.0 to 100 nm.

Die Schicht 13 aus schwer schmelzendem Metall kann sich – wie die Aluminiumschicht 14 – über die gesamte Hauptoberfläche 11 erstrecken. Sie kann aber auch lediglich in solchen Bereichen vorgesehen werden, in denen besonders hohe Temperaturen zu erwarten sind, zum Beispiel am Rand des Leistungshalbleiterbauelementes.The layer 13 Made of heavy melting metal can be - like the aluminum layer 14 - over the entire main surface 11 extend. However, it can also be provided only in those areas in which particularly high temperatures are to be expected, for example at the edge of the power semiconductor component.

In beiden Varianten der linken und der rechten Hälfte der 1 sind auf die Aluminiumschicht 14 bzw. auf die Schicht 13 aus schwer schmelzendem Metall noch jeweils ein Mehrschichtmetallisierungssystem 15 aufgetragen. Dieses Mehrschichtmetallisierungssystem 15 kann in herkömmlicher Weise beispielsweise aus einer Titannitridschicht 16, einer Nickelschicht 17 und einer Silberschicht 18 bestehen. Auch andere Materialien sind für dieses Mehrschichtmetallisierungssystem 15 möglich.In both variants of the left and the right half of the 1 are on the aluminum layer 14 or on the layer 13 made of heavy melting metal, in each case a Mehrschichtmetallisierungssystem 15 applied. This multi-layer metallization system 15 can in conventional manner, for example, a titanium nitride layer 16 , a nickel layer 17 and a silver layer 18 consist. Other materials are for this multi-layer metallization system 15 possible.

2 zeigt noch eine Variationsmöglichkeit für die Gestaltung der Aluminiumschicht 14 in einer Draufsicht: diese Aluminiumschicht 14 kann aus einzelnen Bereichen 14' bestehen, welche inselförmig auf die Oberfläche 11 des Halbleiterkörpers 1 aufgetragen sind. Durch eine derartige Strukturierung wird erreicht, dass ein seitliches Nachfließen von Aluminium verhindert wird. Die Größe der so gebildeten Aluminiuminseln und der Abstand zwischen den einzelnen Aluminiuminseln 14' hängen von der Dicke der Aluminiumschicht 14 ab. 2 shows still a possibility of variation for the design of the aluminum layer 14 in a plan view: this aluminum layer 14 can be from individual areas 14 ' which are island-shaped on the surface 11 of the semiconductor body 1 are applied. By such a structuring is achieved that a lateral Nachfließen of aluminum is prevented. The size of the aluminum islands thus formed and the distance between the individual aluminum islands 14 ' depend on the thickness of the aluminum layer 14 from.

11
HalbleiterkörperSemiconductor body
22
n-leitende Basiszonen - -type base zone
33
p-leitende BasiszoneP-type base zone
44
Emitterzoneemitter region
55
FeldstoppzoneField stop zone
66
Kollektorzonecollector region
77
erste Hauptoberflächefirst main surface
88th
Isolierschichtinsulating
99
Gateelektrodegate electrode
1010
erste Metallisierungfirst metallization
1111
zweite Hauptoberflächesecond main surface
1212
zweite Metallisierungsecond metallization
1313
Schicht aus schwer schmelzendem Metalllayer made of heavy melting metal
1414
Aluminiumschichtaluminum layer
14'14 '
strukturierte Aluminiumschichtstructured aluminum layer
1515
MehrschichtmetallisierungssystemMehrschichtmetallisierungssystem
1616
Titannitridschichttitanium nitride
1717
Nickelschichtnickel layer
1818
Silberschichtsilver layer

Claims (12)

Leistungshalbleiterbauelement mit erhöhter Robustheit, umfassend: – einen Halbleiterkörper (1) mit einer ersten Hauptoberfläche (7) auf einer Vorderseite des Halbleiterkörpers (1) und einer zweiten, entgegengesetzt zur ersten Hauptoberfläche (7) gelegenen Hauptoberfläche (11) auf einer Rückseite des Halbleiterkörpers (1), – einer auf der ersten Hauptoberfläche (7) angeordneten ersten Metallisierung (10), und – einer auf der zweiten Hauptoberfläche (11) angeordneten zweiten Metallisierung (12), – wobei der Halbleiterkörper (1) mit der ersten Metallisierung (10) an der ersten Hauptoberfläche (7) und mit der zweiten Metallisierung (12) an der zweiten Hauptoberfläche (11) elektrisch Kontaktiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass – beide Metallisierungen (10, 12) als direkt auf der entsprechenden Hauptoberfläche (7, 11) des Halbleiterkörpers (1) aufgebrachte Schicht eine Kontaktschicht (14) aufweisen, die aus Aluminium besteht und eine Schichtdicke zwischen 1 und 5 nm hat.Power semiconductor device with increased robustness, comprising: - a semiconductor body ( 1 ) with a first main o surface ( 7 ) on a front side of the semiconductor body ( 1 ) and a second, opposite to the first main surface ( 7 ) ( 11 ) on a back side of the semiconductor body ( 1 ), - one on the first main surface ( 7 ) arranged first metallization ( 10 ), and - one on the second main surface ( 11 ) arranged second metallization ( twelve ), - wherein the semiconductor body ( 1 ) with the first metallization ( 10 ) at the first main surface ( 7 ) and with the second metallization ( twelve ) on the second main surface ( 11 ) is electrically contacted, characterized in that - both metallizations ( 10 . twelve ) than directly on the corresponding main surface ( 7 . 11 ) of the semiconductor body ( 1 ) applied layer a contact layer ( 14 ), which consists of aluminum and has a layer thickness between 1 and 5 nm. Leistungshalbleiterbauelement mit erhöhter Robustheit, umfassend: – einen Halbleiterkörper (1) mit einer ersten Hauptoberfläche (7) auf einer Vorderseite des Halbleiterkörpers (1) und einer zweiten, entgegengesetzt zur ersten Hauptoberfläche (7) gelegenen Hauptoberfläche (11) auf einer Rückseite des Halbleiterkörpers (1), – einer auf der ersten Hauptoberfläche (7) angeordneten ersten Metallisierung (10), und – einer auf der zweiten Hauptoberfläche (11) angeordneten zweiten Metallisierung (12), – wobei der Halbleiterkörper (1) mit der ersten Metallisierung (10) an der ersten Hauptoberfläche (7) und mit der zweiten Metallisierung (12) an der zweiten Hauptoberfläche (11) elektrisch Kontaktiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens eine der beiden Metallisierungen (10, 12) als direkt auf der entsprechenden Hauptoberfläche (7, 11) des Halbleiterkörpers (1) aufgebrachte Schicht eine Kontaktschicht (14) aufweist, die aus Aluminium besteht, in das Atome des Halbleitermaterials des Halbleiterkörpers (1) eingebaut sind und die eine Schichtdicke zwischen 1,0 und 10 nm hat.Power semiconductor device with increased robustness, comprising: - a semiconductor body ( 1 ) with a first main surface ( 7 ) on a front side of the semiconductor body ( 1 ) and a second, opposite to the first main surface ( 7 ) ( 11 ) on a back side of the semiconductor body ( 1 ), - one on the first main surface ( 7 ) arranged first metallization ( 10 ), and - one on the second main surface ( 11 ) arranged second metallization ( twelve ), - wherein the semiconductor body ( 1 ) with the first metallization ( 10 ) at the first main surface ( 7 ) and with the second metallization ( twelve ) on the second main surface ( 11 ) is electrically contacted, characterized in that - at least one of the two metallizations ( 10 . twelve ) than directly on the corresponding main surface ( 7 . 11 ) of the semiconductor body ( 1 ) applied layer a contact layer ( 14 ), which consists of aluminum, in the atoms of the semiconductor material of the semiconductor body ( 1 ) and which has a layer thickness between 1.0 and 10 nm. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschicht (14) auf der Rückseite des Halbleiterkörpers (1) vorgesehen ist.Power semiconductor component according to claim 2, characterized in that the contact layer ( 14 ) on the back side of the semiconductor body ( 1 ) is provided. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschicht (14) strukturiert ist.Power semiconductor component according to one of claims 1 to 3, characterized in that the contact layer ( 14 ) is structured. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aus Silizium bestehenden Halbleiterkörper (1) in die aus Aluminium bestehende Kontaktschicht (14) bis zu 4 Gew.-% Siliziumatome eingebaut sind.Power semiconductor component according to claim 2, characterized in that in the case of a semiconductor body made of silicon ( 1 ) into the aluminum contact layer ( 14 ) up to 4 wt .-% silicon atoms are incorporated. Leistungshableiterbauelement mit erhöhter Robustheit, umfassend: – einen Halbleiterkörper (1) mit einer ersten Hauptoberfläche (7) auf einer Vorderseite des Halbleiterkörpers (1) und einer zweiten, entgegengesetzt zur ersten Hauptoberfläche (7) gelegenen Hauptoberfläche (11) auf einer Rückseite des Halbleiterkörpers (1), – einer auf der ersten Hauptoberfläche (7) angeordneten ersten Metallisierung (10), und – einer auf der zweiten Hauptoberfläche (11) angeordneten zweiten Metallisierung (12), – wobei der Halbleiterkörper (1) mit der ersten Metallisierung (10) an der ersten Hauptoberfläche (7) und mit der zweiten Metallisierung (12) an der zweiten Hauptoberfläche (11) elektrisch Kontaktiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der ersten und der zweiten Hauptoberfläche (7, 11), also der Vorderseite und der Rückseite des Halbleiterkörpers (1) vorgesehenen Metallisierungen (12) jeweils als direkt auf dieser ersten bzw. zweiten Hauptoberfläche (7, 11) aufgebrachte Schicht eine Kontaktschicht (13) aufweisen, die aus einem schwer schmelzenden Metall besteht und eine Schichtdicke von 1,0 bis 100 nm hat.Power semiconductor device with increased robustness, comprising: a semiconductor body ( 1 ) with a first main surface ( 7 ) on a front side of the semiconductor body ( 1 ) and a second, opposite to the first main surface ( 7 ) ( 11 ) on a back side of the semiconductor body ( 1 ), - one on the first main surface ( 7 ) arranged first metallization ( 10 ), and - one on the second main surface ( 11 ) arranged second metallization ( twelve ), - wherein the semiconductor body ( 1 ) with the first metallization ( 10 ) at the first main surface ( 7 ) and with the second metallization ( twelve ) on the second main surface ( 11 ) is electrically contacted, characterized in that on the first and the second main surface ( 7 . 11 ), ie the front side and the rear side of the semiconductor body ( 1 ) provided metallizations ( twelve ) each as directly on this first or second main surface ( 7 . 11 ) applied layer a contact layer ( 13 ), which consists of a refractory metal and has a layer thickness of 1.0 to 100 nm. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das schwer schmelzende Metall Titan, Tantal, Wolfram, Molybdän, Chrom oder Kobalt oder ein Silizid dieser Metalle oder Titannitrid oder Tantalnitrid ist.Power semiconductor component according to claim 6, characterized characterized in that the heavy-melting metal titanium, tantalum, Tungsten, molybdenum, Chromium or cobalt or a silicide of these metals or titanium nitride or tantalum nitride. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Kontaktschicht (14, 13) ein an sich bekanntes Mehrschichtmetallisierungssystem (15) aufgetragen ist.Power semiconductor component according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the contact layer ( 14 . 13 ) a per se known multilayer metallization system ( 15 ) is applied. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrschichtmetallisierungssystem Titannitrid (TiN), Nickel (Ni) und Silber (Ag) enthält.Power semiconductor component according to claim 8, characterized characterized in that the multi-layer metallization system is titanium nitride (TiN), nickel (Ni) and silver (Ag). Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in das Mehrschichtmetallisierungssystem (15) Aluminium eingebaut ist.Power semiconductor component according to claim 8 or 9, characterized in that in the multi-layer metallization ( 15 ) Aluminum is installed. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschicht (14, 13) lediglich in einem Randbereich oder in einem Innenbereich der entsprechenden Hauptoberfläche (11) des Halbleiterkörpers (1) vorgesehen ist.Power semiconductor component according to one of claims 1 to 10, characterized in that the contact layer ( 14 . 13 ) only in an edge region or in an inner region of the corresponding main surface ( 11 ) of the semiconductor body ( 1 ) is provided. Leistungshalbleiterbauelement nach einem Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich unter der Hauptoberfläche auf der die Kontaktschicht (13) abgeschieden wird, amorphisiert oder zumindest teilweise amorphisiert ist.Power semiconductor component according to one of claims 6 to 11, characterized in that the area under the main surface on which the contact layer ( 13 ) is deposited, amorphized or at least partially amorphized.
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